管樁離心工藝優(yōu)化

1、管樁離心工藝優(yōu)化一、前言離心成形對于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁制造是一個十分重要的工序， 是確保管樁混凝土達 到良好密實度的關(guān)鍵工序， 它會影響管樁混凝土強度和沿整根管樁長度上的混凝土均勻 性。國內(nèi)外對離心工藝中的離心加速度、 離心時間與不同坍落度混凝土料離心后混凝土 的強度、密度、剩余水灰比等之間的關(guān)系的研究已相當(dāng)成熟，為各管樁生產(chǎn)廠家離心工 藝的編制提供了理論基礎(chǔ)，但各生產(chǎn)廠家的混凝土配比、減水劑品種與用量、摻與不摻 磨細礦物質(zhì)、離心機與模具工作狀態(tài)不同，很難有一個規(guī)定的離心工藝，而要獲得最佳 管樁離心工藝，關(guān)鍵是在離心工藝相關(guān)理論指導(dǎo)下根據(jù)生產(chǎn)實際條件通過試驗確定。離心工藝與每臺離心機都有一定的適

2、應(yīng)性， 而離心工藝是否適應(yīng)則直接影響著管樁 質(zhì)量?，F(xiàn)實當(dāng)中部分管樁生產(chǎn)廠家的離心工藝中普遍存在下列現(xiàn)象： 高速離心速度較高， 離心時間較長， 管樁離心后內(nèi)壁比較光滑， 外觀美觀，但當(dāng)管樁在錘擊過程中被擊碎時， 往往發(fā)現(xiàn)混凝土分層較明顯。 我們認(rèn)為其主要原因是離心工藝不佳， 沒有經(jīng)過生產(chǎn)實踐 的系統(tǒng)試驗，優(yōu)化得出相對應(yīng)的合理的離心工藝。隨著我公司的快速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模日 漸擴大，公司已經(jīng)擁有 41 臺離心機，離心機臺數(shù)的增加也意味著離心工藝優(yōu)化更加迫 切，因為對于離心機設(shè)備來說，就算是同一廠家生產(chǎn)，其在性能上也同樣有差異，而這 些差異直接導(dǎo)致離心機設(shè)備在運行過程中影響到設(shè)定工藝差數(shù)在實際生產(chǎn)中的執(zhí)

3、行情 況。為了盡可能的消除這些差異所帶來的影響，本次試驗對每臺離心機做長期跟蹤，詳 細記錄其設(shè)備的運行狀態(tài)， 依據(jù)大量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析， 定制出每臺離心機對應(yīng)合理 的工藝要求，從而達到優(yōu)化離心工藝的目的。二、試驗1、評價指標(biāo)眾所周知，混凝土離心成型工藝既有利又有弊。 在大于 20g 的離心加速度作用下通 過離心工藝成型的混凝土密實度遠比普通插入式振動棒等振搗成型的混凝土密實度大， 但離心工藝因混凝土組成原材料的顆粒質(zhì)量不同， 離心力不同， 離心力大的粗骨料往外 擠，離心力小的粉料則分布在內(nèi)層，造成混凝土分層，且離心加速度越大，時間越長， 分層越厲害。所以本試驗確定評價混凝土密實度好壞的指標(biāo)從

4、兩方面綜合考慮：混凝土分層情況： 本指標(biāo)沒有量的概念， 故采用多名技術(shù)人員對管樁芯樣通過觀 察評比，最后將評比分?jǐn)?shù)（滿分 10 分）作為分層情況量的評價。混凝土抗壓強度： 通過對芯樣按照鉆芯法檢測混凝土強度的有關(guān)要求進行試驗得出混凝土的抗壓強度。2、試驗依據(jù)和條件本試驗是在參考了大量有關(guān)管樁制作及混凝土理論方面文獻基礎(chǔ)上并針對上述兩 個評價指標(biāo)，依據(jù)以下兩個可變量因素原理進行的：2.1 離心工藝對管樁混凝土強度影響的原理：產(chǎn)生混凝土強度最大值的原因：一、 雖然混凝土混合物原始水灰比相同，但最佳轉(zhuǎn)速下，剩余水灰比最?。欢?、由于最佳離 心轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生分離現(xiàn)象比較小，故混凝土強度最大?？梢娬{(diào)整好了離心

5、轉(zhuǎn)速，確定最佳 離心轉(zhuǎn)速不但可以保證和提高混凝土強度，同時還可以有效減小管樁內(nèi)分層現(xiàn)象。2.2 離心工藝對管樁內(nèi)分層的影響：如果離心高速轉(zhuǎn)度過大，或離心時間過長，混 凝土混合物中的固相顆粒已搭成固定骨架， 此時外分層已形成， 而粗集料間的水泥砂漿 仍在離心力的作用下能夠繼續(xù)離心沉降，大砂粒向外沉，中間是中細砂粒，最里邊是水 泥漿層和水膜，形成粗砂漿層、細砂漿層、水泥漿和水膜。此時，粗集料（石子）的向 外表面與砂漿粘結(jié)強度就低。 在離心制品上取下試體作劈力抗拉試驗時， 荷載徑向作用 時劈力抗拉強度高，而荷載切向作用時劈力抗拉強度低，這就是內(nèi)分層引起的緣故?？?見適當(dāng)調(diào)整離心時間對管樁內(nèi)分層現(xiàn)象有

6、較大改善作用。影響管樁混凝土分層及混凝土抗壓強度的因素很多， 但關(guān)鍵因素有混凝土級配、 混 凝土原材料、混凝土坍落度、拌和至離心時間、慢速離心時間、中速離心時間、高速離 心時間、高速離心速度、蒸汽養(yǎng)護等，因本試驗是通過實測設(shè)備運行狀態(tài)得出的數(shù)據(jù)來 定制定制出每臺離心機對應(yīng)合理的工藝要求， 所以本試驗綜上兩個試驗依據(jù)確定其他工 藝中的參數(shù)不變及改變離心轉(zhuǎn)速與時間參數(shù)作為試驗因素， 兩項試驗對比離心工藝參數(shù) 調(diào)整前和調(diào)整后管樁的評價指標(biāo)來確定得出最佳的離心工藝參數(shù)， 以達到優(yōu)化我廠離心 工藝的目的。3、試驗過程與結(jié)果對比在不增加任何設(shè)備與生產(chǎn)成本的前提下， 為了通過優(yōu)化我廠離心工藝從而達到改善 管

7、樁混凝土強度與減小內(nèi)分層狀況，我們進行了如下調(diào)整離心工藝試驗：3.1 、調(diào)整前：在按照目前離心工藝生產(chǎn)的成品管樁樁身上鉆取管樁芯樣，觀察混 凝土分層情況進行對比并作詳細記錄， 得出所生產(chǎn)管樁混凝土分層情況和混凝土抗壓強 度，結(jié)果如表 1、表 2 所示：表 1：調(diào)整前的離心工藝參數(shù)表規(guī)格低速過程低速過程1低速過程2中速過程高速過程管模轉(zhuǎn)速(r/min)時 間(min)管模轉(zhuǎn)速(r/min)時間(min)管模轉(zhuǎn)速(r/min )時間(min)管模轉(zhuǎn)速(r/min )時間(min)管模轉(zhuǎn)速(r/min)時 間(min) 300 X 7C752 30125302201 31334915 400 X 9

8、!i752 3015030225503222 504935 500 X 10)7631501 24023001 4505 500 X 1257631681 25023401 4685 600 X307531721 26523521 4106表2:工藝調(diào)整前的管樁成型情況規(guī)格抗壓強度Mpa內(nèi)分層情 況備注 300*7091.24內(nèi)分層較嚴(yán)重 400*9590.25內(nèi)分層較嚴(yán)重 500*10091.75內(nèi)分層較嚴(yán)重 500*12593.17 600*13092.26內(nèi)分層較嚴(yán)重3.2、調(diào)整后：在按照調(diào)整后離心工藝生產(chǎn)的成品管樁樁身上鉆取管樁芯樣，觀察混凝 土分層情況進行對比并作詳細記錄，得出所生產(chǎn)

9、管樁混凝土分層情況和混凝土抗壓強 度，結(jié)果如表3、表4所示：表3:調(diào)整后的離心工藝參數(shù)表低速過程低速過程1低速過程2中速過程高速過程規(guī)格管模時管模時管模時管模時管模時轉(zhuǎn)速(r/min)間(min)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min)轉(zhuǎn)速(r/min)間(min) 300 X 70802 2012812101 103302 304804 30 400 X 95802 20135121513382 504804 30 500 X 10()7831751275232014305 500 X2157831751285234014455 550 X12578317512852345145050600 X108031751252233014056 600 X308031751252233014056表四：工藝調(diào)整后管樁成型情況規(guī)格抗壓強度Mpa內(nèi)分層情況備注 300*7093.17內(nèi)分層改善較大 400*9596